H.264的技術(shù)優(yōu)勢及在H.323系統中的應用

（2）冗余圖像：為提高H.264的解碼器在發(fā)生數據丟失時(shí)的頑健性，可以采用傳送冗余圖像的方式。當基本圖像丟失時(shí)，可以通過(guò)冗余圖像重構原圖像。

（3）數據劃分：由于運動(dòng)矢量和宏塊類(lèi)型等信息相對于其他信息具有更高的重要性，因而在H.264中引入了數據劃分的概念，將片中語(yǔ)義彼此相關(guān)的語(yǔ)法元素放在同一個(gè)劃分中。在H.264中有三類(lèi)不同的數據劃分，三類(lèi)數據劃分分開(kāi)傳送，若第二類(lèi)或第三類(lèi)劃分的信息丟失，使用差錯恢復工具仍然可以通過(guò)第一類(lèi)劃分中的信息對丟失信息進(jìn)行適當恢復。

（4）多參考幀運動(dòng)估值：多參考幀運動(dòng)估值不但可以提高編碼器的編碼效率，還可以提高差錯恢復能力。在H.323系統中，通過(guò)使用RTCP，當編碼器得知有參考圖像丟失時(shí)，可以選擇解碼器已經(jīng)正確接收的圖像作為參考圖像。

（5）為阻止錯誤在空間上的蔓延，解碼器端可以指定當P片或B片中的宏塊在做幀內預測時(shí)不使用相鄰的非幀內編碼宏塊作為參考。

3. 網(wǎng)絡(luò )適應性方面

為適應各種網(wǎng)絡(luò )環(huán)境和應用場(chǎng)合，H.264定義了視頻編碼層（VCL）和網(wǎng)絡(luò )提取層（NAL）。其中VCL功能是進(jìn)行視頻編解碼，包括運動(dòng)補償預測，變換編碼和熵編碼等功能；NAL用于采用適當的格式對VCL視頻數據進(jìn)行封裝打包。

（1）NAL Units：視頻數據封裝在整數字節的NALU中，它的第一個(gè)字節標志該單元中數據的類(lèi)型。H.264定義了兩種封裝格式?；诎粨Q的網(wǎng)絡(luò )（如H.323系統）可以使用RTP封裝格式封裝NALU。而另外一些系統可能要求將NALU作為順序比特流傳送，為此H.264定義了一種比特流格式的傳輸機制，使用start_code_prefix將NALU封裝起來(lái)，從而確定NAL邊界。

（2）參數集：以往視頻編解碼標準中GOBGOP圖像等頭信息是至關(guān)重要的，包含這些信息的包的丟失常導致與這些信息相關(guān)的圖像不能解碼。為此H.264將這些很少變化并且對大量VCL NALU起作用的信息放在參數集中傳送。參數集分為兩種，即序列參數集和圖像參數集。為適應多種網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，參數集可以帶內傳送，也可以采用帶外方式傳送。

三、在H.323系統中實(shí)現H.264

由于H.264是一種新的視頻編解碼標準，在H.323體系中應用H.264存在一些問(wèn)題，比如如何在H.245能力協(xié)商過(guò)程中定義實(shí)體的H.264能力，因此必須對H.323標準進(jìn)行必要的補充和修改。為此，ITU-T制定了H.241標準。本文僅介紹與H.323相關(guān)的修改。

首先，要規定如何在H.245能力協(xié)商過(guò)程中定義H.264能力。H.264能力集是一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)H.264能力的列表，每一個(gè)H.264能力都包含Profile和Level兩個(gè)必選參數和CustomMaxMBPS、CustomMaxFS等幾個(gè)可選參數。在H.264中，Profile用于定義生成比特流的編碼工具和算法，Level則是對一些關(guān)鍵的參數要求。H.264能力包含在GenericCapability結構中，其中CapabilityIdentifier的類(lèi)型為standard，值為0.0.8.241.0.0.1，用于標識H.264能力。MaxBitRate用于定義最大比特率。Collapsing字段包含H.264能力參數。Collapsing字段第一個(gè)條目是Profile，ParameterIdentifier類(lèi)型為standard，值為41，用于標識Profile，ParameterValue類(lèi)型為booleanArray，其值標識Profile，可以為64、32或16，這三個(gè)值依次表示Baseline、Main和Extended三個(gè)Profile；Collapsing字段第二個(gè)條目是Level，ParameterIdentifier類(lèi)型為standard，值為42，用于標識Level，ParameterValue類(lèi)型為unsignedMin，其值標識H.264 AnnexA中定義的15個(gè)可選的Level值。其他的幾個(gè)參數作為可選項出現.

其次，由于H.264中圖像的組織結構與傳統的標準不同，一些原有的H.245信令不在適用于H.264，如MiscellaneousCommand中的videoFastUpdateGOB等，因此H.241重新定義了幾個(gè)信令提供相應功能。

最后，H.264的RTP封裝參考RFC 3550，載荷類(lèi)型（PT）域未作規定。

四、結束語(yǔ)

作為一種新的國際標準，H.264在編碼效率、圖像質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò )適應性和抗誤碼方面都取得了成功。但隨著(zhù)終端和網(wǎng)絡(luò )的快速發(fā)展，對視頻編解碼的要求在不斷提高，因此H.264仍在繼續地完善和發(fā)展以適應新的要求?，F在對H.264的研究主要集中在如何進(jìn)一步降低編解碼時(shí)延、算法優(yōu)化和進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量上。目前，使用H.264進(jìn)行編解碼的視頻會(huì )議系統越來(lái)越多，大多數做到了在Baseline Profile上的互通。隨著(zhù)H.264自身的不斷完善和視頻通信的不斷普及，相信H.264的應用將越來(lái)越廣泛。

參考文獻

[1] I TU-T H.241．Extended video procedures and control signals for H.300 series terminals．July 2003

[2] Wiegand T，Sullivan G J，BjΦntegaard G．Overview of the H.264/AVC video coding standard．IEEE Trans，Circuits，Syst Video Technol，2003，13（7）